機電控制CVT的結果原理及執行機構建模分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22152機電控制CVT的結果原理及執行機構建模分析案例 13791.1機電控制CVT結構原理分析 1105721.2機電控制CVT電機模型 2272121.3機電控制CVT速比控制執行機構模型 398921.4機電控制CVT速比模型 3仿真模型作為硬件在環測試的重要一環，必須首先搭建好。本章基于模塊化思想搭建機電控制CVT模型，主要分為電機模型、速比執行機構模型和速比模型三個部分。1.1機電控制CVT結構原理分析相比傳統CVT，機電控制CVT沒有了液壓系統，其通過電機、齒輪和絲桿螺母來控制主、從動帶輪的傳動比，機電控制CVT的結構如圖X所示。在速比調節過程中，控制器發出速度調節信號，調速電機收到信號后快速響應，帶動齒輪旋轉，再通過蝸輪蝸桿將旋轉運動轉化為直線運動，推動加壓彈簧，最終使主、從動帶的工作半徑發生變化，實現傳動比的調節作用。電機的轉軸轉動，帶動蝸輪蝸桿機構，經連接拉索拉動分離撥叉，使撥叉產生位置，進而達到控制離合器的接合、分離，蝸輪蝸桿機構旁裝有角位移傳感器，用于測量拉索的位移量，進而反饋離合器的接合狀態。另外，換擋電機通過控制同步器和換向機構，促使變速器的輸出轉動方向改變，實現機電控制CVT前進擋和倒擋的切換。1-離合器2-主動定錐盤軸3-金屬帶41-離合器2-主動定錐盤軸3-金屬帶4-主動動錐盤5/13-加壓彈簧6-調速電機7-齒輪減速器8-螺桿9-螺母10-從動定錐盤軸11-同步器12-主動定錐盤14-從動動錐盤15-從動定錐盤16/17-擋盤圖SEQ圖\*ARABIC2機電控制CVT結構機電控制CVT的速比調節是由調速電機來實現的，調速電機的輸出轉矩首先要通過齒輪機構進行減速，再通過絲桿螺母轉化為直線運動，進而將轉矩轉化為推動加壓彈簧的力，使得主動動錐盤的軸向位置發生改變，其錐盤的工作半徑也隨之發生改變，最終達到速比調節的目的。機電控制CVT的調速電機一般使用直流電機，直流電機結構簡單，制造成本較低，并且通過配套的控制器，還能夠具有更寬的調速范圍以及速度調節的快速響應性。電樞電壓平衡方程為：U=轉矩平衡方程為：J其中，U為電樞電壓值；Ra為電樞電阻值；Ia為電樞電流值；E為電樞反電勢；Ke為電勢常數值；n為轉子轉速值；ML為負載轉矩值；J為轉速慣量；同理，對該模型的參數進行修正后，即可建立離合器與換擋電機模型。1.3機電控制CVT速比控制執行機構模型為了實現速比執行，相比傳統CVT，機電控制CVT引入了雙螺旋機構，其原理是通過調速軸調節安裝在變速器主動軸和從動軸上的兩個調速螺旋裝置。主從動軸采用鏡像方式對稱地布置在兩側，因此，在調速電機運行時，所有動錐盤的運動方向都是一致的。如果主、從動軸上的兩個螺旋的旋轉方向相同，只通過一根調速軸就能控制。當調速電機不工作時，錐盤在調速螺旋上產生的軸向力會傳遞至調速螺旋與調速軸之間，進而避免螺旋發生位移現象。同時，主從動軸采用鏡像方式對稱地布置在兩側，其軸向力相反，使得施加在調速軸上的軸向推力相互抵消。綜上所述，雙螺旋調速機構能夠發揮自鎖機構的作用，在不進行速比調節時，鎖定調速螺旋，避免發生軸向位移現象，造成速比的改變。調速電機運行時，電機的旋轉運動經調速軸后帶動螺旋旋轉，使兩個動錐盤的軸向位置產生同方向上的改變，進而達到速比調節的效果。因軸向力相反，調速電機與其中一個力相互抵消后，驅動力矩與另一個方向的力相同，達到了減少施加的力矩的作用。運動傳遞的過程為：電機輸出力矩，通過楚論減速機構減速，經由彈簧后將壓力施加至凸輪上，使凸輪的位置發生改變，最終使動錐盤產生軸向位移，實現加壓。主動帶輪動錐盤的軸向壓力與電機輸出轉矩的關系為：F式中，xd為凸輪圓的直徑（100mm）；F電機及螺桿機構輸出的軸向壓力推動主動帶輪動錐盤產生的位移與角位移傳感器的轉角關系為：x式中，L為角位移傳感器擺桿的長度（17mm）；θ為角位移傳感器的轉角；xp1.4機電控制CVT速比模型機電控制CVT的速比為主從動帶輪工作半徑的比值：i=式中，Rp、R在計算主動帶輪動錐盤的軸向位移和速比時，需要將帶輪組的最大速比位置確定為基準，最終得出軸向位移和速比的計算公式為：△R=式中，R1為變速器處于最大速比位置時，主動帶輪的半徑（33.8